JPH07238315A - 耐硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 - Google Patents
耐硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法Info
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- JPH07238315A JPH07238315A JP33938893A JP33938893A JPH07238315A JP H07238315 A JPH07238315 A JP H07238315A JP 33938893 A JP33938893 A JP 33938893A JP 33938893 A JP33938893 A JP 33938893A JP H07238315 A JPH07238315 A JP H07238315A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸に対
し高い耐食性を得る。 【構成】 Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．０wt.%以
下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%以下、
Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃｒ：１
５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、残部：
Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイトステ
ンレス鋼材に対し、６５０から９５０℃の範囲内の温度
によって１分間以上加熱することからなる熱処理を施
し、次いで、熱処理温度が６５０から８５０℃未満の場
合には、急冷または放冷により常温まで冷却し、そし
て、熱処理温度が８５０℃以上から９５０℃の場合に
は、急冷により常温まで冷却する。
し高い耐食性を得る。 【構成】 Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．０wt.%以
下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%以下、
Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃｒ：１
５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、残部：
Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイトステ
ンレス鋼材に対し、６５０から９５０℃の範囲内の温度
によって１分間以上加熱することからなる熱処理を施
し、次いで、熱処理温度が６５０から８５０℃未満の場
合には、急冷または放冷により常温まで冷却し、そし
て、熱処理温度が８５０℃以上から９５０℃の場合に
は、急冷により常温まで冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、酸化性の金属イオン
を含有する高温硝酸に対し高い耐食性を有する、耐硝酸
腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造
方法に関するものである。
を含有する高温硝酸に対し高い耐食性を有する、耐硝酸
腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、使用済み核燃料の再処理プラン
トにおける、使用済み核燃料を高濃度の硝酸によって溶
解するための溶解槽、硝酸による溶解液を蒸発させて前
記溶解液中から硝酸を回収するための硝酸回収蒸発管等
の材料のように、Ｃｒ6+等の酸化性金属イオンを含有す
る高温の硝酸環境下で使用される材料としては、粒界腐
食の原因の１つであるＣｒ欠乏層の生成を抑制するため
に、炭素含有量が極めて低く、必要に応じて少量のＮｂ
が添加され、溶体化熱処理の施されたオーステナイト系
ステンレス鋼材が使用されている。
トにおける、使用済み核燃料を高濃度の硝酸によって溶
解するための溶解槽、硝酸による溶解液を蒸発させて前
記溶解液中から硝酸を回収するための硝酸回収蒸発管等
の材料のように、Ｃｒ6+等の酸化性金属イオンを含有す
る高温の硝酸環境下で使用される材料としては、粒界腐
食の原因の１つであるＣｒ欠乏層の生成を抑制するため
に、炭素含有量が極めて低く、必要に応じて少量のＮｂ
が添加され、溶体化熱処理の施されたオーステナイト系
ステンレス鋼材が使用されている。
【０００３】しかしながら、上述したオーステナイト系
ステンレス鋼材を使用しても、依然として激しい粒界腐
食が生ずる。
ステンレス鋼材を使用しても、依然として激しい粒界腐
食が生ずる。
【０００４】そこで、耐粒界腐食性を高めるために、例
えば特開昭５９−２２２５６３号公報には、Ｃ：０．０
０５wt.%以下、Ｓｉ：０．４wt.%以下、Ｍｎ：０．１〜
１２wt.%、Ｃｒ：１５〜３０wt.%、Ｎｉ：７〜２８wt.
%、Ｐ：０．００５wt.%以下、Ｎ：０．０６〜０．３０w
t.%、残部：実質的にＦｅからなる、オーステナイト系
ステンレス鋼（以下、「先行技術１」という）が開示さ
れている。
えば特開昭５９−２２２５６３号公報には、Ｃ：０．０
０５wt.%以下、Ｓｉ：０．４wt.%以下、Ｍｎ：０．１〜
１２wt.%、Ｃｒ：１５〜３０wt.%、Ｎｉ：７〜２８wt.
%、Ｐ：０．００５wt.%以下、Ｎ：０．０６〜０．３０w
t.%、残部：実質的にＦｅからなる、オーステナイト系
ステンレス鋼（以下、「先行技術１」という）が開示さ
れている。
【０００５】また、特開昭６０−１００６２９号公報に
は、オーステナイト系ステンレス鋼に、加工度４０％以
上の冷間加工を施し、次いで、得られた冷間加工材を、
Ｐ等の粒界偏析が生じない温度域で再結晶させ、清浄な
粒界を作り出すことからなる、オーステナイト系ステン
レス鋼の製造方法（以下、「先行技術２」という）が開
示されている。
は、オーステナイト系ステンレス鋼に、加工度４０％以
上の冷間加工を施し、次いで、得られた冷間加工材を、
Ｐ等の粒界偏析が生じない温度域で再結晶させ、清浄な
粒界を作り出すことからなる、オーステナイト系ステン
レス鋼の製造方法（以下、「先行技術２」という）が開
示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】先行技術１によれば、
Ｐ含有量を０．００５wt.%以下に限定することによって
Ｐの粒界偏析を抑え、これにより耐粒界腐食性の改善を
図っている。しかしながら、Ｐ含有量を０．００５wt.%
以下にするためには、高品位の原料を使用しなければな
らず、このために、製造コストが非常に上昇する。
Ｐ含有量を０．００５wt.%以下に限定することによって
Ｐの粒界偏析を抑え、これにより耐粒界腐食性の改善を
図っている。しかしながら、Ｐ含有量を０．００５wt.%
以下にするためには、高品位の原料を使用しなければな
らず、このために、製造コストが非常に上昇する。
【０００７】先行技術２によれば、冷間加工後、組織を
完全に再結晶させる熱処理によって、炭化物の均一分散
および結晶粒の微細化を図り、これにより不純物元素の
粒界偏析濃度をより小さくさせ、粒界腐食に対する抵抗
性の向上を図っている。しかしながら、このためには、
熱処理の前に４０％以上の高い加工率による冷間塑性加
工を必要とする。従って、圧延機等の加工設備の荷重容
量や形状寸法が大になり、製造コストが上昇する上、製
造工程も複雑になり、製品の寸法および形状も制約され
る。
完全に再結晶させる熱処理によって、炭化物の均一分散
および結晶粒の微細化を図り、これにより不純物元素の
粒界偏析濃度をより小さくさせ、粒界腐食に対する抵抗
性の向上を図っている。しかしながら、このためには、
熱処理の前に４０％以上の高い加工率による冷間塑性加
工を必要とする。従って、圧延機等の加工設備の荷重容
量や形状寸法が大になり、製造コストが上昇する上、製
造工程も複雑になり、製品の寸法および形状も制約され
る。
【０００８】従って、この発明の目的は、酸化性の金属
イオンを含有する高温硝酸に対し高い耐食性を有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼材を、Ｐ含有量を極端に低
くしたり、熱処理の前に高い加工率による冷間塑性加工
を施すような繁雑な工程を必要とせず、低コストで経済
的に製造するための、耐硝酸腐食性の優れたオーステナ
イト系ステンレス鋼材の製造方法を提供することにあ
る。
イオンを含有する高温硝酸に対し高い耐食性を有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼材を、Ｐ含有量を極端に低
くしたり、熱処理の前に高い加工率による冷間塑性加工
を施すような繁雑な工程を必要とせず、低コストで経済
的に製造するための、耐硝酸腐食性の優れたオーステナ
イト系ステンレス鋼材の製造方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者等
は、上述した問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その
結果、炭素含有量が０．０２wt.%以下のオーステナイト
系ステンレス鋼材に対し、６５０から９５０℃の範囲内
の温度によって１分間以上加熱することからなる熱処理
を施せば、酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸中で
の耐食性を高め得ることを知見した。
は、上述した問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その
結果、炭素含有量が０．０２wt.%以下のオーステナイト
系ステンレス鋼材に対し、６５０から９５０℃の範囲内
の温度によって１分間以上加熱することからなる熱処理
を施せば、酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸中で
の耐食性を高め得ることを知見した。
【００１０】この発明は上述の知見に基づいてなされた
ものであって、Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．０w
t.%以下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%以
下、Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃ
ｒ：１５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイ
トステンレス鋼材に対し、必要に応じて１０３０℃以上
の温度による溶体化熱処理を施した上、６５０から９５
０℃の範囲内の温度によって１分間以上加熱することか
らなる熱処理を施し、次いで、常温まで急冷または放冷
することに特徴を有するものである。
ものであって、Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．０w
t.%以下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%以
下、Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃ
ｒ：１５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイ
トステンレス鋼材に対し、必要に応じて１０３０℃以上
の温度による溶体化熱処理を施した上、６５０から９５
０℃の範囲内の温度によって１分間以上加熱することか
らなる熱処理を施し、次いで、常温まで急冷または放冷
することに特徴を有するものである。
【００１１】この発明におけるオーステナイト系ステン
レス鋼材としては、Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．
０wt.%以下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%
以下、Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃ
ｒ：１５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイ
ト系ステンレス鋼材、例えばＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３
１０Ｓの圧延材または鍛造材が使用される。
レス鋼材としては、Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．
０wt.%以下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%
以下、Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃ
ｒ：１５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイ
ト系ステンレス鋼材、例えばＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３
１０Ｓの圧延材または鍛造材が使用される。
【００１２】この発明におけるオーステナイト系ステン
レス鋼材において、成分組成を上述のように限定した理
由を以下に述べる。
レス鋼材において、成分組成を上述のように限定した理
由を以下に述べる。
【００１３】Ｃ：炭素含有量は０．０２wt.%以下とす
る。即ち、炭素含有量が０．０２wt.%を超えると、熱処
理時にクロム酸化物が粒界に析出する結果、クロム欠乏
層が粒界に生成して、耐硝酸腐食性を劣化させる。
る。即ち、炭素含有量が０．０２wt.%を超えると、熱処
理時にクロム酸化物が粒界に析出する結果、クロム欠乏
層が粒界に生成して、耐硝酸腐食性を劣化させる。
【００１４】Ｐ：炭素含有量を上述のように限定し、更
に、Ｐ（燐）含有量も０．０４wt.%以下に限定すれば、
耐硝酸腐食性をより向上させることができる。即ち、Ｐ
含有量が０．０４wt.%を超えると、熱処理時にＰが粒界
に析出する結果、耐硝酸腐食性を劣化させる。
に、Ｐ（燐）含有量も０．０４wt.%以下に限定すれば、
耐硝酸腐食性をより向上させることができる。即ち、Ｐ
含有量が０．０４wt.%を超えると、熱処理時にＰが粒界
に析出する結果、耐硝酸腐食性を劣化させる。
【００１５】Ｓｉ：Ｓｉはカソード反応を抑制し、高濃
度の酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸中での耐食
性を向上させるが、１．０wt.%を超えて添加すると、例
えば、使用済み核燃料再処理プラントで生成するＰｄ等
の白金族元素と接触した場合に著しく腐食が促進される
ので、１．０wt.%以下とする。
度の酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸中での耐食
性を向上させるが、１．０wt.%を超えて添加すると、例
えば、使用済み核燃料再処理プラントで生成するＰｄ等
の白金族元素と接触した場合に著しく腐食が促進される
ので、１．０wt.%以下とする。
【００１６】Ｍｎ：Ｍｎはオーステナイト安定度を高め
て耐食性に有害なδ−フェライトの生成や加工誘起変態
を防止する効果があるが、２．０wt.%を超えて添加して
も所望の効果が得られないので２．０wt.%以下とする。
て耐食性に有害なδ−フェライトの生成や加工誘起変態
を防止する効果があるが、２．０wt.%を超えて添加して
も所望の効果が得られないので２．０wt.%以下とする。
【００１７】Ｓ ：Ｓは溶接性を高める効果を有する
が、０．０３wt.%を超えて添加すると、介在物の増加お
よび粒界偏析により耐食性を劣化させるので、０．０３
wt.%以下とする。
が、０．０３wt.%を超えて添加すると、介在物の増加お
よび粒界偏析により耐食性を劣化させるので、０．０３
wt.%以下とする。
【００１８】Ｎｉ：ＮｉはＭｎと同様な理由で最低８w
t.%添加するが、高価な元素なので上限を２５wt.%とす
る。
t.%添加するが、高価な元素なので上限を２５wt.%とす
る。
【００１９】Ｃｒ：Ｃｒは耐食性被膜を形成するが、硝
酸中の耐食性を得るためには、最低１５wt.%必要であ
る。しかしながら、２７wt.%を超えて添加すると、δ−
フェライトや金属間化合物の析出による耐食性劣化を招
き、これを防止するためには４０wt.%以上のＮｉが必要
となりコスト高となる。従って、上限を２７wt.%とす
る。
酸中の耐食性を得るためには、最低１５wt.%必要であ
る。しかしながら、２７wt.%を超えて添加すると、δ−
フェライトや金属間化合物の析出による耐食性劣化を招
き、これを防止するためには４０wt.%以上のＮｉが必要
となりコスト高となる。従って、上限を２７wt.%とす
る。
【００２０】Ｎ ：Ｎはオーステナイトステンレス鋼の
強度を高める効果を有しているが、０．０６wt.%を超え
て添加すると、耐食性が劣化するので、０．０６wt.%以
下とする。
強度を高める効果を有しているが、０．０６wt.%を超え
て添加すると、耐食性が劣化するので、０．０６wt.%以
下とする。
【００２１】この発明においては、上述した成分組成の
オーステナイト系ステンレス鋼を、通常の熱間圧延等に
より所定形状の鋼材に成形し、得られた鋼材に対し、直
接または溶体化熱処理を施した後、６５０から９５０℃
の範囲内の温度によって１分間以上加熱することからな
る熱処理を施す。これによって、オーステナイト系ステ
ンレス鋼材の耐硝酸腐食性を著しく高めることができ
る。
オーステナイト系ステンレス鋼を、通常の熱間圧延等に
より所定形状の鋼材に成形し、得られた鋼材に対し、直
接または溶体化熱処理を施した後、６５０から９５０℃
の範囲内の温度によって１分間以上加熱することからな
る熱処理を施す。これによって、オーステナイト系ステ
ンレス鋼材の耐硝酸腐食性を著しく高めることができ
る。
【００２２】次に、熱処理温度を、上述した範囲内に限
定した理由を、図面に基づいて説明する。下記表１の成
分組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼の、長さ
３０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの試験片に対し、１
０５０℃の温度で３０分間加熱した後、水冷することか
らなる溶体化熱処理を施し、次いで、３５０〜１０００
℃の各種の温度で１時間加熱した後、水冷することから
なる熱処理を施した。このような各種の温度で熱処理が
施された各種試験片の各々に対し、Ｃｒ6+イオンを０．
１ｇ／ｌ含有する８Ｎ−ＨＮＯ3 の沸騰硝酸溶液中に前
記各種試験片の各々を２４時間浸漬し、その重量が減少
する速度即ち腐食速度を調べることからなる耐硝酸腐食
性試験を５回繰り返して施し、５回の腐食速度の平均値
を求めた。
定した理由を、図面に基づいて説明する。下記表１の成
分組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼の、長さ
３０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ８ｍｍの試験片に対し、１
０５０℃の温度で３０分間加熱した後、水冷することか
らなる溶体化熱処理を施し、次いで、３５０〜１０００
℃の各種の温度で１時間加熱した後、水冷することから
なる熱処理を施した。このような各種の温度で熱処理が
施された各種試験片の各々に対し、Ｃｒ6+イオンを０．
１ｇ／ｌ含有する８Ｎ−ＨＮＯ3 の沸騰硝酸溶液中に前
記各種試験片の各々を２４時間浸漬し、その重量が減少
する速度即ち腐食速度を調べることからなる耐硝酸腐食
性試験を５回繰り返して施し、５回の腐食速度の平均値
を求めた。
【００２３】
【表１】
【００２４】図１は、熱処理温度と腐食速度との関係を
示すグラフである。図１において１点鎖線は溶体化熱処
理ままの腐食速度である。図１から明らかなように、熱
処理温度が例えば６００℃の場合の腐食速度は１．５３
２７ｇ／ｍ2 ・ｈｒであるのに対し、熱処理温度を６５
０℃にすると、その腐食速度は０．６５８３ｇ／ｍ2・
ｈｒになり著しく低減する。一方、熱処理温度が９５０
℃を超えると逆に腐食速度が増加し、例えば１０００℃
の場合の腐食速度は溶体化熱処理ままの腐食速度より悪
い０．８５１２ｇ／ｍ2 ・ｈｒになる。従って、この発
明においては、熱処理温度を６５０から９５０℃の範囲
内に限定した。
示すグラフである。図１において１点鎖線は溶体化熱処
理ままの腐食速度である。図１から明らかなように、熱
処理温度が例えば６００℃の場合の腐食速度は１．５３
２７ｇ／ｍ2 ・ｈｒであるのに対し、熱処理温度を６５
０℃にすると、その腐食速度は０．６５８３ｇ／ｍ2・
ｈｒになり著しく低減する。一方、熱処理温度が９５０
℃を超えると逆に腐食速度が増加し、例えば１０００℃
の場合の腐食速度は溶体化熱処理ままの腐食速度より悪
い０．８５１２ｇ／ｍ2 ・ｈｒになる。従って、この発
明においては、熱処理温度を６５０から９５０℃の範囲
内に限定した。
【００２５】次に、熱処理時間を、上述した範囲内に限
定した理由を、図面に基づいて説明する。上記と同じ試
験片に対し、１０５０℃の温度で３０分間加熱した後、
水冷することからなる溶体化熱処理を施し、次いで、７
５０℃の温度によって、０．５〜３０分の各種の時間で
加熱した後、水冷することからなる熱処理を施した。こ
のような各種の時間で熱処理が施された各種試験片の各
々に対し、上述した耐硝酸腐食性試験を５回繰り返して
施し、５回の腐食速度の平均値を求めた。
定した理由を、図面に基づいて説明する。上記と同じ試
験片に対し、１０５０℃の温度で３０分間加熱した後、
水冷することからなる溶体化熱処理を施し、次いで、７
５０℃の温度によって、０．５〜３０分の各種の時間で
加熱した後、水冷することからなる熱処理を施した。こ
のような各種の時間で熱処理が施された各種試験片の各
々に対し、上述した耐硝酸腐食性試験を５回繰り返して
施し、５回の腐食速度の平均値を求めた。
【００２６】図２は、熱処理時間と腐食速度との関係を
示すグラフである。図２において１点鎖線は溶体化熱処
理ままの腐食速度である。図２から明らかなように、熱
処理時間が例えば０．５分の場合の腐食速度は０．８５
ｇ／ｍ2 ・ｈｒであって溶体化熱処理ままの腐食速度と
ほぼ同じであるのに対し、熱処理時間を１分とすると、
その主食速度は０．６ｇ／ｍ2 ・ｈｒになり著しく低減
する。従って、この発明においては、熱処理時間を１分
間以上に限定した。
示すグラフである。図２において１点鎖線は溶体化熱処
理ままの腐食速度である。図２から明らかなように、熱
処理時間が例えば０．５分の場合の腐食速度は０．８５
ｇ／ｍ2 ・ｈｒであって溶体化熱処理ままの腐食速度と
ほぼ同じであるのに対し、熱処理時間を１分とすると、
その主食速度は０．６ｇ／ｍ2 ・ｈｒになり著しく低減
する。従って、この発明においては、熱処理時間を１分
間以上に限定した。
【００２７】上述の熱処理の施された鋼材は、次いで常
温まで冷却する。この冷却は、熱処理温度が６５０℃か
ら８５０℃未満の場合には、自然放冷でもまたは水冷等
による強制冷却でもよいが、熱処理温度が８５０℃以上
の場合には、３５０から６２５℃の温度帯を３０分以上
通ることのない急冷によって行うことが必要である。熱
処理温度が８５０℃以上の場合に上述した急冷を行わな
いと、耐硝酸腐食性の向上効果が得られない。
温まで冷却する。この冷却は、熱処理温度が６５０℃か
ら８５０℃未満の場合には、自然放冷でもまたは水冷等
による強制冷却でもよいが、熱処理温度が８５０℃以上
の場合には、３５０から６２５℃の温度帯を３０分以上
通ることのない急冷によって行うことが必要である。熱
処理温度が８５０℃以上の場合に上述した急冷を行わな
いと、耐硝酸腐食性の向上効果が得られない。
【００２８】上述した熱処理を施す前に、鋼材に対し溶
体化熱処理を施すことによって、耐硝酸腐食性をより向
上させることができる。溶体化熱処理温度は、１０３０
℃以上であることを必要とする。上記温度が１０３０℃
未満では上述した作用に所望の効果が得られない。
体化熱処理を施すことによって、耐硝酸腐食性をより向
上させることができる。溶体化熱処理温度は、１０３０
℃以上であることを必要とする。上記温度が１０３０℃
未満では上述した作用に所望の効果が得られない。
【００２９】
【実施例】次に、この発明を実施例によって、この発明
の範囲外の比較例と対比しながら、更に詳細に説明す
る。
の範囲外の比較例と対比しながら、更に詳細に説明す
る。
【００３０】〔実施例１〕表２、表３に示すように、本
発明の範囲内の化学成分組成を有し且つ本発明の範囲内
の熱処理を施した本発明鋼材の供試体（以下、「本発明
供試体」という）No. １〜１２を調製した。比較のため
に、Ｐ含有量または熱処理条件が本発明の範囲外の比較
鋼材の供試体（以下、「比較供試体」という）No. １〜
１７を調製した。比較供試体No. １〜４はＳＵＳ３０
４、比較供試体No. ５〜１５および本発明供試体No. １
〜９はＳＵＳ３０４Ｌ、そして、比較供試体No. １６〜
１７および本発明供試体No. １１、１２はＳＵＳ３１０
Ｓである。このような比較供試体および本発明供試体
は、表２に示す化学成分組成のオーステナイト系ステン
レス鋼を高周波真空炉により溶製して、各々５０ｋｇの
スラブを鋳造し、得られたスラブの各々を熱間圧延して
厚さ８ｍｍの薄板となし、次いで、表３に示す条件で前
記薄板に対し熱処理を施し、このように熱処理の施され
た薄板から、長さ３０ｍｍ、幅２０ｍｍの試験片を切り
出すことによって調製した。
発明の範囲内の化学成分組成を有し且つ本発明の範囲内
の熱処理を施した本発明鋼材の供試体（以下、「本発明
供試体」という）No. １〜１２を調製した。比較のため
に、Ｐ含有量または熱処理条件が本発明の範囲外の比較
鋼材の供試体（以下、「比較供試体」という）No. １〜
１７を調製した。比較供試体No. １〜４はＳＵＳ３０
４、比較供試体No. ５〜１５および本発明供試体No. １
〜９はＳＵＳ３０４Ｌ、そして、比較供試体No. １６〜
１７および本発明供試体No. １１、１２はＳＵＳ３１０
Ｓである。このような比較供試体および本発明供試体
は、表２に示す化学成分組成のオーステナイト系ステン
レス鋼を高周波真空炉により溶製して、各々５０ｋｇの
スラブを鋳造し、得られたスラブの各々を熱間圧延して
厚さ８ｍｍの薄板となし、次いで、表３に示す条件で前
記薄板に対し熱処理を施し、このように熱処理の施され
た薄板から、長さ３０ｍｍ、幅２０ｍｍの試験片を切り
出すことによって調製した。
【００３１】次いで、比較供試体No. １〜１７および本
発明供試体No. １〜１２の各々について、前述した耐硝
酸腐食性試験を行った。その試験結果を表３に併せて示
す。表３において、腐食速度（Ａ）は、試験液として、
Ｃｒ6+イオンを０．１ｇ／ｌ含有する８Ｎ−ＨＮＯ3 の
沸騰硝酸溶液を使用し、この試験液中に上述の各供試体
を２４時間浸漬してその重量が減少する速度即ち腐食速
度を調べる試験を５回繰り返して行ない、その平均値に
よって評価した。また、腐食速度（Ｂ）は、試験液とし
て、Ｃｒ6+イオンを１．０ｇ／ｌ含有する８Ｎ−ＨＮＯ
3 の沸騰硝酸溶液を使用したほかは、上記と同じ方法に
よって評価した。
発明供試体No. １〜１２の各々について、前述した耐硝
酸腐食性試験を行った。その試験結果を表３に併せて示
す。表３において、腐食速度（Ａ）は、試験液として、
Ｃｒ6+イオンを０．１ｇ／ｌ含有する８Ｎ−ＨＮＯ3 の
沸騰硝酸溶液を使用し、この試験液中に上述の各供試体
を２４時間浸漬してその重量が減少する速度即ち腐食速
度を調べる試験を５回繰り返して行ない、その平均値に
よって評価した。また、腐食速度（Ｂ）は、試験液とし
て、Ｃｒ6+イオンを１．０ｇ／ｌ含有する８Ｎ−ＨＮＯ
3 の沸騰硝酸溶液を使用したほかは、上記と同じ方法に
よって評価した。
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】表２、表３から明らかなように、Ｃ含有量
が０．０２wt.%を超えて多い比較供試体No. １〜４は、
本発明の範囲内での熱処理を施しても耐硝酸腐食性は向
上せずむしろ劣化する。Ｃ含有量が０．０２wt.%以下で
且つ本発明範囲内の条件で熱処理を施した本発明供試体
No. １〜４は、何れも耐硝酸腐食性が優れている。一
方、Ｃ含有量０．０２wt.%以下であっても、本発明の熱
処理を施さずまたは熱処理温度が本発明の範囲を外れて
低い比較供試体No. ５〜８は、何れも耐硝酸腐食性の向
上が認められない。また、熱処理温度が本発明の範囲内
である８５０℃であっても冷却を自然放冷によって行っ
た比較用供試体No. ９は、耐硝酸腐食性向上の効果が低
い。
が０．０２wt.%を超えて多い比較供試体No. １〜４は、
本発明の範囲内での熱処理を施しても耐硝酸腐食性は向
上せずむしろ劣化する。Ｃ含有量が０．０２wt.%以下で
且つ本発明範囲内の条件で熱処理を施した本発明供試体
No. １〜４は、何れも耐硝酸腐食性が優れている。一
方、Ｃ含有量０．０２wt.%以下であっても、本発明の熱
処理を施さずまたは熱処理温度が本発明の範囲を外れて
低い比較供試体No. ５〜８は、何れも耐硝酸腐食性の向
上が認められない。また、熱処理温度が本発明の範囲内
である８５０℃であっても冷却を自然放冷によって行っ
た比較用供試体No. ９は、耐硝酸腐食性向上の効果が低
い。
【００３５】Ｃの含有量が０．０２wt.%以下で且つ本発
明範囲内の条件で熱処理を施した本発明供試体No. ５〜
７は、何れも耐硝酸腐食性が一段と優れている。一方、
Ｃの含有量が０．０２wt.%以下であっても、本発明の熱
処理を施さずまたは熱処理温度が本発明の範囲を外れて
低い比較供試体No. １０〜１４、および熱処理温度が本
発明の範囲を外れて高い比較供試体No. １５は、何れも
耐硝酸腐食性の向上が認められない。
明範囲内の条件で熱処理を施した本発明供試体No. ５〜
７は、何れも耐硝酸腐食性が一段と優れている。一方、
Ｃの含有量が０．０２wt.%以下であっても、本発明の熱
処理を施さずまたは熱処理温度が本発明の範囲を外れて
低い比較供試体No. １０〜１４、および熱処理温度が本
発明の範囲を外れて高い比較供試体No. １５は、何れも
耐硝酸腐食性の向上が認められない。
【００３６】溶体化熱処理を行なわず、圧延ままで本発
明の熱処理を施した本発明供試体No. ８および９は、圧
延ままの比較供試体No. １０、および、圧延ままで本発
明の範囲を外れて低い熱処理を施した比較供試体No. １
１に比べて、何れも耐硝酸腐食性が優れている。
明の熱処理を施した本発明供試体No. ８および９は、圧
延ままの比較供試体No. １０、および、圧延ままで本発
明の範囲を外れて低い熱処理を施した比較供試体No. １
１に比べて、何れも耐硝酸腐食性が優れている。
【００３７】更に、Ｃの含有量が０．０２wt.%以下で且
つ本発明範囲内の条件で熱処理した本発明供試体No. １
０〜１２は、何れも耐硝酸腐食性が一段と優れている。
つ本発明範囲内の条件で熱処理した本発明供試体No. １
０〜１２は、何れも耐硝酸腐食性が一段と優れている。
【００３８】一方、Ｃの含有量が０．０２wt.%以下であ
っても、本発明の熱処理を施さずまたは熱処理温度が本
発明の範囲を外れて低い比較用供試体No. １６および１
７は、何れも耐硝酸腐食性の向上が認められない。
っても、本発明の熱処理を施さずまたは熱処理温度が本
発明の範囲を外れて低い比較用供試体No. １６および１
７は、何れも耐硝酸腐食性の向上が認められない。
【００３９】〔実施例２〕表４に示すように、本発明の
範囲内の化学成分組成を有し且つ本発明の範囲内の熱処
理を施し、次いで、５５０℃で１時間再加熱した後、水
冷した本発明供試体No. １３〜１５と、比較のために、
本発明の範囲内の化学成分組成を有し次いで５５０℃で
１時間再加熱した比較供試体No. １８とを調製した。
範囲内の化学成分組成を有し且つ本発明の範囲内の熱処
理を施し、次いで、５５０℃で１時間再加熱した後、水
冷した本発明供試体No. １３〜１５と、比較のために、
本発明の範囲内の化学成分組成を有し次いで５５０℃で
１時間再加熱した比較供試体No. １８とを調製した。
【００４０】次いで、本発明供試体No. １３〜１５およ
び比較供試体No. １８に対して、前述した腐食速度
（Ａ）による耐硝酸腐食性試験を施した。その結果を表
４に併せて示す。
び比較供試体No. １８に対して、前述した腐食速度
（Ａ）による耐硝酸腐食性試験を施した。その結果を表
４に併せて示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】表４に示すように、比較供試体No. １８
は、５５０℃で１時間再加熱することによって耐硝酸腐
食性が著しく劣化したが、本発明供試体No. １３〜１５
は、熱処理後、上述した温度で再加熱しても、耐硝酸腐
食性は殆ど劣化しなかった。
は、５５０℃で１時間再加熱することによって耐硝酸腐
食性が著しく劣化したが、本発明供試体No. １３〜１５
は、熱処理後、上述した温度で再加熱しても、耐硝酸腐
食性は殆ど劣化しなかった。
【００４３】このことは、本発明の方法で製造された鋼
材は、溶接や歪取り等のために再加熱しても、その性能
が殆ど劣化しないことを示している。
材は、溶接や歪取り等のために再加熱しても、その性能
が殆ど劣化しないことを示している。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸に対し高い
耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼材を、Ｐ
含有量を極端に低くしたり、熱処理の前に高い加工率に
よる冷間塑性加工を施すような繁雑な工程を必要とせ
ず、低コストで経済的に製造することができ、製品は、
使用済み核燃料の再処理プラントにおける溶解槽や硝酸
回収蒸発缶用の鋼材、各種機器、配管、その他、酸化性
の金属イオンを含有する高温硝酸にさらされる構造物等
に使用して、高い耐硝酸腐食性が発揮される、工業上優
れた効果がもたらされる。
ば、酸化性の金属イオンを含有する高温硝酸に対し高い
耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼材を、Ｐ
含有量を極端に低くしたり、熱処理の前に高い加工率に
よる冷間塑性加工を施すような繁雑な工程を必要とせ
ず、低コストで経済的に製造することができ、製品は、
使用済み核燃料の再処理プラントにおける溶解槽や硝酸
回収蒸発缶用の鋼材、各種機器、配管、その他、酸化性
の金属イオンを含有する高温硝酸にさらされる構造物等
に使用して、高い耐硝酸腐食性が発揮される、工業上優
れた効果がもたらされる。
【図１】熱処理温度と腐食速度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図２】熱処理時間と腐食速度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０２wt.%以下、Ｓｉ：１．０w
t.%以下、Ｍｎ：２．０wt.%以下、Ｐ：０．０４wt.%以
下、Ｓ：０．０３wt.%以下、Ｎｉ：８〜２５wt.%、Ｃ
ｒ：１５〜２７wt.%、Ｎ：０．０６wt.%以下、および、
残部：Ｆｅおよび不可避的不純物からなるオーステナイ
トステンレス鋼材に対し、６５０から９５０℃の範囲内
の温度によって１分間以上加熱することからなる熱処理
を施し、次いで、熱処理温度が６５０から８５０℃未満
の場合には、急冷または放冷により常温まで冷却し、そ
して、熱処理温度が８５０℃以上から９５０℃の場合に
は、急冷により常温まで冷却することを特徴とする、耐
硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の
製造方法。 - 【請求項２】 前記熱処理の前に、１０３０℃以上の温
度による溶体化熱処理を施すことを特徴とする、請求項
１に記載の耐硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステ
ンレス鋼材の製造方法。 - 【請求項３】 前記急冷を、３５０から６２５℃の温度
域を３０分以上通ることのない冷却速度によって行うこ
とを特徴とする、請求項１または２に記載の耐硝酸腐食
性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33938893A JPH07238315A (ja) | 1987-07-27 | 1993-12-03 | 耐硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18552387 | 1987-07-27 | ||
| JP62-185523 | 1987-07-27 | ||
| JP33938893A JPH07238315A (ja) | 1987-07-27 | 1993-12-03 | 耐硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07238315A true JPH07238315A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=26503155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33938893A Pending JPH07238315A (ja) | 1987-07-27 | 1993-12-03 | 耐硝酸腐食性の優れたオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07238315A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136354A1 (ja) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Japan Atomic Energy Agency | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
| JP2015055005A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼及びそれを用いた放射性廃液処理設備機器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287051A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | Kobe Steel Ltd | 耐粒界腐食性並びに耐粒界応力腐食割れ性の優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH01104716A (ja) * | 1987-07-27 | 1989-04-21 | Nkk Corp | 耐硝酸腐食性の優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP33938893A patent/JPH07238315A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287051A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | Kobe Steel Ltd | 耐粒界腐食性並びに耐粒界応力腐食割れ性の優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼 |
| JPH01104716A (ja) * | 1987-07-27 | 1989-04-21 | Nkk Corp | 耐硝酸腐食性の優れたオ−ステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136354A1 (ja) | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Japan Atomic Energy Agency | 耐粒界腐食性および耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法 |
| JP2015055005A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | オーステナイト系ステンレス鋼及びそれを用いた放射性廃液処理設備機器 |
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